Magnetisk nord- og sydpol

Grundbeskrivelse

Magnetisme er et velkendt fænomen. En magnetisk nord- eller sydpol tiltrækker både en modsat pol og et ikke magnetisk stykke jern.

Magnetfeltet omkring en stangmagnet vist med jernfilspåner, der retter sig ind langs feltet. (Berndt Mayer, Wikimedia Commons).

Et magnetisk felt går fra en magnetisk nordpol til en magnetisk sydpol. Magnetiske poler optræder altid parvis, så en nordpol altid er ledsaget af en sydpol. Med andre ord findes der ikke isolerede magnetiske nord- eller sydpoler.

Saver man en stangmagnet over, vil man have to kortere magneter, der hver har en nord- og en sydpol. Der er ikke tale om, at man kan have en halv magnet, der kun har enten en nord- eller en sydpol.

En kompasnål er en lille stangmagnet, der kan dreje sig og rette sig ind efter et ydre magnetfelt. Den vil indstille sig rettet langs feltet, så dens nordpol peger i feltets retning, dvs. mod det ydre felts sydpol. Det er altså Jordens magnetiske sydpol, der ligger i nærheden af den geografiske nordpol.

Magnetfeltet i en stangmagnet er det samlede felt fra atomerne i magneten, der kan være af f.eks. jern eller nikkel. De atomare felter er ordnet, så de vender samme vej. I et stykke umagnetisk jern vender de atomare magneter tilfældigt, så deres felter udadtil ophæver hinanden

Uddybende beskrivelse

Magnetiske poler optræder som nævnt altid parvis. Der eksisterer ikke en isolereret magnetisk nord- eller sydpol. Derimod kan man sagtens have en positiv elektrisk ladning uden at den nødvendigvis er ledsaget af en negativ.

Feltet omkring en stangmagnet. Hver enkelt feltlinje danner en lukket kurve, hvor en del løber inde i magneten. Nordpolen foroven er den ende, hvor feltlinjer løber ud af magneten, og sydpolen den modsatte ende, hvor de løber ind. (Chano Birkelind).

Både elektriske og magnetiske felter illustreres med feltlinjer. Elektriske feltlinjer stråler ud fra en positiv ladning og hen mod en negativ. Er der en positiv og en negativ ladning i nærheden af hinanden, går feltlinjerne i buer fra den positive til den negative ladning. På nogenlunde samme måde går feltlinjerne i det ydre felt fra en stangmagnet fra dens nord- til dens sydpol.

Den store forskel er, at magnetfeltlinjerne, der går fra nordpolen til sydpolen, fortsætter videre inde i magneten til nordpolen, så hver enkelt linje danner en lukket kreds. Nordpolen kan opfattes som det sted, hvor magnetfeltet går ud af magneten og sydpolen på tilsvarende måde som det sted, hvor feltet går ind i magneten.

En af følgerne af magnetfeltlinjernes tendens til at dannede lukkede kredsløb er netop, at der ikke findes magnetiske monopoler - isolerede nord- eller sydpoler. Hvis man deler en stangmagnet, vil det samlede felt fra de atomare magneter i hvert stykke danne nye lukkede kredse, så der dannes to nye magneter, der begge har en nord- og en sydpol.

Elektromagneter

En elektromagnets felt. Nordpolen er, hvor magnetfelttet B kommer ud af spolen. (P. Wormer, Wikimedia Commons).

En elektromagnet består af en jernkerne med en spole omkring. Når der løber strøm i spolen, magnetiseres jernet midlertidigt. Magnetens poler kan findes ud fra en højrehåndsregel:

• Hold om spolen med højre hånd, så fingrene vender i strømmens retning i vindingerne. Så vil elektromagnetens nordpol være ved tommelfingeren.

Den regel er et specialtilfælde af den mere generelle regel for magnetfeltet omkring en strømførende ledning:

• Hold om ledningen med tommelfingeren i strømmens retning. Så vil feltet rundt om ledningen være i fingrenes retning.

Her skal man forestille sig, at man holder om en enkelt vinding i spolen. Det er da feltet inde i vindingen, der vender i retning af nordpolen lige som feltet inden i en stangmagnet.

Ankeret i en elektromagnet giver et meget stærkere magnetfeltfelt, end en tom spole ville give, fordi det er lavet af jern, der magnetiseres kraftigt af spolens felt.

Michael Quaade